国分川では台風通過の度に流域で数百ha・数千戸もの家屋が浸水していた。流量自体が多いため、特に合流先の真間川流域では市街化の進行も著しく、松戸市内上流部から流出した洪水が数年に一度の割合で記録的水害を起こしていた。下流市街地では河道の拡幅にも限界があり、真間川の治水事業開始前から抜本的解決を図り対策が行われてきた。国分川分水路は松戸市の和名ヶ谷にて国分川本川より分派し、同市上矢切で坂川へ接続する延長3,362m・流域面積19.4㎡の分水路であり、うち和名ヶ谷水門から上矢切水門までの2,555mがトンネル区間になっている。1973年（昭和48年）より松戸市が主体となり都市小河川改修事業として事業が開始され、1983年（昭和58年）までに用地取得と開削部の工事を行った。翌年より真間川流域総合治水事業に組み入れられ、千葉県主導でトンネル工事が進められた。1993年（平成5年）7月にトンネル部分の工事が完了。その後は水門や和名ヶ谷水路（国分川分水路と交差）の整備を行い、年度末にあたる1994年（平成6年）3月22日に通水を開始した。この国分川分水路工事の一環で坂川下流部1.8kmの改修工事、また坂川の江戸川合流地点にあたる柳原排水機場の改築工事が付随的に行われ、1997年（平成9年）度をもって全事業が完了した。流下能力は毎秒100立方メートルの計画で建設され、従来市川市へ流出していた毎秒120立方メートルの大部分を受け持つこととなった。時間降雨量50mmに対応し、完成後は台風等の際にも国分川下流部及び真間川流域の浸水被害が激減しており、抜本的な治水対策として非常に貢献度が高い。なお国分川分水路は、国分川の一級河川指定区間延長と同時に全区間が一級河川に指定されている。このように国分川分水路は今では絶大な効果を発揮しているが、トンネル区間の地上部は二十世紀が丘の住宅街（とちのき通り下）に位置し、また地質は未固結含水砂層で地盤沈下や斜面崩落の危険性もあり、NATM工法を採用するなど悪条件下での工事が続いていた。また工事期間中の台風上陸により、後述のような悲惨な事故も発生している。
銀色無塗装のアルミニウム合金製車体に、半蔵門線のラインカラーである紫帯を巻いている。5次車までの車体構造はアルミの板材や形材を組み合わせ、全溶接工法によって組み立てる骨組構造である。前面形状は千代田線用の6000系をベースとしているが、額縁スタイルに変更され、運行番号表示・行先表示器は上部に独立して設けている。前面の傾斜を下方まで延長したことや台枠下部を絞り形状とし、スマートさを感じさせるようにさせた。前照灯・尾灯は角形化して紫の帯部に収めた。前面の非常口は6000系同様に貫通扉に非常階段が組み込まれており、使用の際は非常扉を前に倒して使用する。当初は田園都市線内における優等列車の運用は考慮しておらず、急行標識灯は設置されていなかった。その後の3次車以降は新製時より設置され、1・2次車も三越前開業時までに改造で設置されたが、2002年（平成14年）4月に同線での使用が停止された。その後、後述する更新（B修）を施行した編成は完全に撤去された。車体側面のラインカラーは当初、アルミの板材に焼き付け塗装をしたものを取り付けていたが、後にフィルム式に交換されている（帯自体がネジ止め方式で、フィルム式への交換は腐食防止対策からでもある）。なお、4次車以降は当初からフィルム式である。また、全車両の連結面間に転落防止幌を装備している。本系列は営団地下鉄初の本格的な冷房装置搭載準備車（冷房準備車）で落成し、当初から屋根の中央に集中式冷房装置を取り付けられるように準備されていた。開口部はフタがされ、上部に通風器2台と開口部の前後に車内の換気を行う2台の排気扇が設置された。車内天井部には冷房用ダクトと吹き出し口、中央に三菱電機製の横流ファン（ラインデリア）を設置した。その後、1988年（昭和63年）から1989年（平成元年）にかけて全車両に冷房装置（インバータ制御式、能力48.84kW (42,000kcal/h) 搭載改造を施工した。また、半蔵門線は営団の路線で最初に全車両の冷房化が完了した。編成中の弱冷房車は2号車である。ただし、冷房準備車は1 - 3次車までの車両であり、4次車以降の車両は新製当初より冷房装置を搭載している。この新製冷房車では排気扇は省略されている。また、冷房装置搭載車では冷房電源として5両分の給電能力を持つ130kW出力のDC-DCコンバータが先頭車床下に搭載されている。これは架線からの直流1,500Vを直流600Vへと降圧して、冷房装置に電源を供給する装置である。8000系が冷房準備車として落成した理由は、この時期になると乗り入れ会社線の車両の多くが冷房を搭載しており、営団線内では冷房はなくてもよいが、乗り入れ会社線内だけでも冷房車を走らせなければならなくなるだろう、との理由からである。編成中の8500形・8600形には工場内における分割運転を考慮して、連結面寄り妻面の収納キセ内に簡易運転台を設置している（外妻面には前灯・尾灯などがある）。ただし、3次車以降は可搬形の簡易運転台ユニットを使用する方針としたため、簡易運転台接続用コネクタのみの設置として、それ以外を廃止している。